本發(fā)明涉及一種復(fù)合式膜生物反應(yīng)器及其用途，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

水是人類生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)性資源，是社會及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，近年來，隨著人口的急劇增加，城市建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，工業(yè)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，幾乎所有地區(qū)都面臨著水體污染和嚴(yán)重的淡水資源緊缺的局面，由水污染造成的水資源短缺已成為現(xiàn)代社會最關(guān)注的問題。

在這種嚴(yán)峻形勢下，城市污水再生利用不僅可以緩解水資源短缺，又能減輕污水排放對水體環(huán)境的影響，擁有很高的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)今解決水資源短缺問題的主要策略。

傳統(tǒng)的污水處理方法，如活性污泥法，并不能滿足高效率低能耗的目標(biāo)，同時(shí)污泥產(chǎn)出率高易膨脹，多級的反應(yīng)池造成占地面積大且運(yùn)行、處理成本增加等一系列問題。生物膜法與傳統(tǒng)的活性污泥法原理類似，也是利用微生物的作用來凈化污水，但存在膜組件成本、維護(hù)費(fèi)用高，膜易污染，預(yù)處理要求高等問題。

因此近幾年逐漸出現(xiàn)兩者結(jié)合，新興的厭氧膜生物反應(yīng)器技術(shù)，將膜過濾技術(shù)嵌入進(jìn)生物處理技術(shù)代替了占地面積較大的二沉池，進(jìn)而從一定程度上解決了污泥產(chǎn)量較多，污水成本較高等問題。

然而現(xiàn)有的厭氧膜生物反應(yīng)器絕大多存在以下問題：

1、由于僅僅引入?yún)捬跆幚?，使得TN、TP等無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)的去除效率較低，需要進(jìn)一步處理達(dá)標(biāo)后才可排放；

2、反應(yīng)器啟動時(shí)間較長，一般情況下需要2至3個月才可完成啟動；

3、出水水質(zhì)無法滿足國家規(guī)定的排放要求，還需要增設(shè)后續(xù)凈化工藝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種凈化效率高、污泥產(chǎn)率低，不易產(chǎn)生膜污染，出水水質(zhì)穩(wěn)定且能長時(shí)間運(yùn)行，設(shè)備占地小的新型復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，可高效穩(wěn)定的去含有高濃度COD、BOD、TSS、NH4-N、TN及TP的市政污水。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，包括復(fù)合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)（5）、進(jìn)出水系統(tǒng)、儲泥斗（2）、排泥管（14），其特征是，還包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將工藝設(shè)置為進(jìn)水、厭氧攪拌、好氧曝氣、缺氧攪拌、反應(yīng)沉淀、出水排泥、閑置七個運(yùn)行階段進(jìn)行操控；所述進(jìn)出水系統(tǒng)的進(jìn)水口設(shè)在厭氧區(qū)一側(cè)，在進(jìn)水口和進(jìn)水箱之間設(shè)有第一控制元件（2），用于控制進(jìn)水，所述厭氧區(qū)頂部安裝由第二控制元件（4）操控的機(jī)械葉輪攪拌器，所述進(jìn)出水系統(tǒng)的出水口設(shè)在好氧膜生物反應(yīng)區(qū)下側(cè)面，在出水口和出水箱之間設(shè)有第三控制元件（15），用于控制出水，第四控制元件（17）用于控制曝氣裝置的曝氣量和曝氣流速；所述復(fù)合式膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)主要由厭氧區(qū)和好氧膜生物反應(yīng)區(qū)兩大部分構(gòu)成，厭氧區(qū)位于好氧膜生物反應(yīng)區(qū)上方，主體框架材料選用PCV。

進(jìn)一步地，所述厭氧區(qū)頂部安裝由第二控制元件（4）操控的機(jī)械葉輪攪拌器（7），由位于中間上下兩塊PE板 （8）將其與下部好氧膜生物反應(yīng)區(qū)隔開（6）。

進(jìn)一步地，所述好氧膜生物反應(yīng)區(qū)上部設(shè)有浸沒式膜組件（9），內(nèi)部填充多孔聚氨酯海綿立方體；下部為微濾膜組件（10），選用PSF為膜材料，裝置底部安裝EPDM材料的微孔曝氣管（11）作為曝氣裝置，該區(qū)右側(cè)設(shè)有出水口（12），處理水經(jīng)由水泵及第三控制元件（15）管道進(jìn)入出水箱，復(fù)合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)（5）下部緊連儲泥斗，污泥在蠕動泵的作用下從管道排出。

進(jìn)一步地，所述曝氣裝置采用液態(tài)氧作為曝氣氣體。

進(jìn)一步地，所述第一控制單元、第二控制單元、第三控制單元以及第四控制單元均由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述反應(yīng)器產(chǎn)生的活性污泥通過重力自流方式進(jìn)入儲泥斗中，儲泥斗底部裝有排污管，污泥通過蠕動泵被排出。

一種復(fù)合式厭膜生物反應(yīng)器在市政污水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：

1）該新型復(fù)合式膜生物反應(yīng)器可高效去除市政污水中較低濃度有機(jī)物質(zhì)及懸浮顆粒物，同時(shí)由于引入了缺氧區(qū)，從而解決了傳統(tǒng)工藝TN、TP處理效率低的問題，從一定程度上克服了市政污水污染物變化頻繁的特點(diǎn)；

2）泥水分離完全，設(shè)備污泥產(chǎn)率低，負(fù)荷遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)活性污泥處理工藝，工程造價(jià)降低了約20%，大大節(jié)約了污水處理成本；

3）避免了多重工藝帶來的設(shè)備過大工藝復(fù)雜等問題，利用緊湊的厭氧—缺氧反應(yīng)器及膜組件，代替了占地面積較大的二沉池，實(shí)現(xiàn)了裝置占地面積小的目標(biāo)；

4）微孔曝氣管的設(shè)置，起到充分?jǐn)嚢杓扒鍧嵎磻?yīng)器內(nèi)壁的作用，將生物膜的產(chǎn)生減少到最低，有效避免了膜污染問題。

附圖說明

圖1為新型復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的工作流程示意圖；

圖2為新型復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對污水中各類污染物去除效果圖；

圖3為新型復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對污水中各類污染物去除率效果圖。

圖中的1是進(jìn)水箱，2是第一控制元件，3是計(jì)算機(jī)，4是第二控制元件，5是復(fù)合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)，6是進(jìn)水口，7是機(jī)械葉輪攪拌器，8是擋板，9是浸沒式膜組件，10是微濾膜組件，11是微孔曝氣管，12出水口、13是儲泥斗、14是排污管、15是第三控制元件、16是出水箱、17是第四控制元件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種新型復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，主要由復(fù)合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)5、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、進(jìn)出水系統(tǒng)、儲泥斗13、排泥管14構(gòu)成。復(fù)合膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)主要由厭氧區(qū)和好氧膜生物反應(yīng)區(qū)兩大部分構(gòu)成，主體框架材料選用PCV；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)將工藝分為設(shè)置為進(jìn)水、厭氧攪拌、好氧曝氣、缺氧攪拌、反應(yīng)沉淀、出水排泥、閑置七個運(yùn)行階段進(jìn)行操控，各階段運(yùn)行時(shí)間分別為10min、80min、100min、60min、75min、10min、25min，總時(shí)間為360min。

復(fù)合式膜生物反應(yīng)器主體長寬高尺寸分別為30cm、40cm、60cm，內(nèi)部上方為厭氧區(qū)，下方為好氧膜生物反應(yīng)區(qū)，由位于中間上下兩塊PE板隔開，原污水在水泵的作用下經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥流入?yún)捬鯀^(qū)左側(cè)的進(jìn)水口，頂部安裝轉(zhuǎn)速為300rpm的機(jī)械葉輪攪拌器；原污水在第一控制元件2的控制下由進(jìn)水箱1進(jìn)入復(fù)合式膜生物反應(yīng)器主體，運(yùn)行時(shí)間為10min，緊接著在厭氧條件下通過第二控制元件4控制機(jī)械葉輪攪拌器7運(yùn)行60min后停止。

好氧膜生物反應(yīng)區(qū)上部設(shè)有浸沒式膜組件9，內(nèi)部填充多孔聚氨酯海綿立方體，孔隙率達(dá)98%，長寬高分別為1cm、1cm、1.5cm；下部選用PSF為膜材料的微濾膜組件10，膜截留孔徑為0.1um，底部采用EPDM為材料的微孔曝氣管作為曝氣裝置，曝氣量為15L/min，氣體濃度為5mg/L的液態(tài)氧；在第四控制元件17控制下，微孔曝氣管進(jìn)行充分曝氣，80min后停止開始進(jìn)行60min的缺氧攪拌，待反應(yīng)沉淀75min后，處理水經(jīng)由水泵及第三控制元件15管道從出水口12進(jìn)入出水箱16，復(fù)合式膜生物反應(yīng)器產(chǎn)生的活性污泥通過重力自流方式以流速0.10L/min進(jìn)入儲泥斗13中，儲泥斗13底部裝有排污管14，通過蠕動泵將其排出；最后進(jìn)行25min的閑置期，直至下一個階段的開始。

實(shí)施案例2

該復(fù)合式膜生物反應(yīng)器對市政污水中COD、BOD、NH4-N、TN及TP的去除實(shí)例：分別新型復(fù)合式膜反應(yīng)器的原污水入口以及出水口分別進(jìn)行取樣，每間隔10天取一次水樣，進(jìn)出口分別取6組重復(fù)水樣，反應(yīng)裝置運(yùn)行60天后結(jié)束。水樣取得后在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室測量之前需冷藏，測量時(shí)水樣需經(jīng)稀釋，COD、BOD、TSS、NH4-N、NO3-N、TN以及TP指標(biāo)均采用水質(zhì)分析儀測出，將所測得各指標(biāo)分別取平均值。

詳細(xì)實(shí)施案例結(jié)果見圖2、3所示，該新型復(fù)合式膜生物反應(yīng)器在持續(xù)運(yùn)行的60天中對生活污水中COD、BOD、TSS、NH4-N、TN和TP的平均去除率分別超過80%、95%、95%、95%、75%和80%，總體來說，反應(yīng)器凈化效率高效且穩(wěn)定，出水水質(zhì)優(yōu)良。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。